Entwicklung und Untersuchung von Polyacrylat-Beschichtungen mit mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterialien (mPCM)

Der Einsatz sogenannter Latentwärmespeicher (engl.: Phase Change Materials, PCM) kann durch das Speichern und zeitlich versetzte Abgeben von Wärme einen Beitrag zur Optimierung der thermischen Behaglichkeit von Gebäuden leisten. Temperaturschwankungen können gemindert und durch kühlere bzw. wärmere Oberflächentemperaturen Energie und technische Gebäudeausrüstungen reduziert bzw. einspart werden, die zur Erzielung der gleichen Effekte durch Einsatz einer aktiven Klimatisierung erforderlich wären.

Die derzeit verfügbaren PCM-Verbundmaterialien für den Baubereich lassen einen großen Teil möglicher weiterer Anwendungsbereiche unberücksichtigt, welcher flexible, kleinteilige, komplex geformte und/oder nicht-mineralische Materialien für Bau- oder Ausstattungselemente umfasst. Aus diesem Mangel heraus begründet sich die Zielsetzung dieser Arbeit: die Ausstattung derartiger Elemente mit PCM zu ermöglichen, um ähnlich effizient wie mit bestehenden PCM-Verbundmaterialien die thermische Behaglichkeit in Gebäuden positiv zu beeinflussen.

Der innovative Lösungsansatz des Vorhabens liegt darin, mikroverkapselte PCM (mPCM) in Beschichtungen zu integrieren, die als Zusatzausstattung auf die Oberflächen unterschiedlichster Trägermaterialien aufgebracht werden können. Hierdurch ergibt sich eine Funktionstrennung, bei der das Substrat primär die konstruktiven und strukturellen Aufgaben im baulichen Zusammenhang erfüllt, während die PCM-haltige Beschichtung insbesondere die thermische Funktion der Latentwärme-speicherung übernimmt.

Um diesen Ansatz im Hinblick auf das Entwicklungsziel zu bewerten, werden Prototypen hergestellt und optimiert, wesentliche thermische und mechanische Charakteristika bestimmt, bevor anhand eines Monitorings und unter Verwendung eines exemplarischen Trägermaterials die Anwendbarkeit und Wirkung der Beschichtung zur Optimierung der thermischen Behaglichkeit eines Büroraums untersucht und bewertet wird.